Python數(shù)據(jù)可視化（微課版） 課件 第4章 Python時間數(shù)據(jù)可視化

Python數(shù)據(jù)可視化：時間數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)匯報人：AiPPT匯報時間：20XX.X時間數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用連續(xù)型時間數(shù)據(jù)可視化離散型時間數(shù)據(jù)可視化010203目錄習(xí)題實(shí)訓(xùn)：Matplotlib繪圖與主題更改0405202X202X202X202X01時間數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用時間數(shù)據(jù)是大數(shù)據(jù)的“體量”基礎(chǔ)，如金融、商業(yè)、社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等數(shù)據(jù)都隨時間積累，為政策制定、戰(zhàn)略調(diào)整提供依據(jù)。時間數(shù)據(jù)分為連續(xù)型和離散型，連續(xù)型如氣溫、股票價格，離散型如交易時間、社交媒體帖子發(fā)布時間，可視化目的是揭示隨時間變化趨勢。01可視化是理解時間數(shù)據(jù)的關(guān)鍵工具，能將復(fù)雜時間序列轉(zhuǎn)換為直觀圖形。Python的Matplotlib和Seaborn等庫可創(chuàng)建多種時間數(shù)據(jù)圖表，從基礎(chǔ)折線圖到復(fù)雜熱圖和脊線圖。02時間數(shù)據(jù)的關(guān)鍵作用可視化工具與方法時間數(shù)據(jù)的重要性與分類探討關(guān)鍵問題通過可視化探討時間數(shù)據(jù)中的穩(wěn)定因素、變化方向、背后原因、不同數(shù)據(jù)變化一致性、相關(guān)性及周期性規(guī)律等。這些變化模式蘊(yùn)含深刻信息，需通過時間維度深入觀察分析才能完全揭示?？梢暬呗耘c技巧本章后續(xù)將深入研究時間數(shù)據(jù)可視化方式，介紹有效策略和技巧，幫助更好地理解和利用時間數(shù)據(jù)。0102時間數(shù)據(jù)可視化的目的與價值202X202X202X202X02連續(xù)型時間數(shù)據(jù)可視化階梯圖基本框架如圖4-1所示，使用matplotlib生成的階梯圖結(jié)果如圖4-2所示，可清晰展示數(shù)據(jù)隨時間的離散變化。02階梯圖是X-Y圖的一種，用于Y值離散改變且在特定X值位置突變的場景，如銀行利率調(diào)整。使用matplotlib生成階梯圖，代碼示例展示了設(shè)置中文字體、正常顯示負(fù)號、數(shù)據(jù)點(diǎn)及生成階梯圖的方法。01階梯圖的定義與用途階梯圖的應(yīng)用示例階梯圖折線圖用直線段連接數(shù)據(jù)點(diǎn)顯示變化趨勢，適用于展現(xiàn)人口增長、書籍銷售量等時間數(shù)據(jù)。折線圖基本框架如圖4-3所示，橫軸長度影響曲線趨勢展現(xiàn)，合理設(shè)置橫軸長度很重要。折線圖的特點(diǎn)與適用場景使用matplotlib生成折線圖，代碼示例包括設(shè)置圖表標(biāo)題、坐標(biāo)軸標(biāo)簽、數(shù)據(jù)點(diǎn)及創(chuàng)建折線圖的方法。使用Matplotlib生成的折線圖結(jié)果如圖4-4所示，能直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的整體趨勢。折線圖的生成與展示折線圖南丁格爾玫瑰圖由弗羅倫斯·南丁格爾發(fā)明，又名極坐標(biāo)面積圖，適用于繪制比較、隨時間變化的循環(huán)現(xiàn)象。與傳統(tǒng)餅圖相比，南丁格爾玫瑰圖更絢麗直觀，應(yīng)用廣泛，基本框架如圖4-5所示?！笔褂胮yecharts生成南丁格爾玫瑰圖，代碼示例展示了準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、設(shè)置顏色、添加數(shù)據(jù)、設(shè)置全局和系列配置項及生成html文檔的方法。使用Pyecharts生成的南丁格爾玫瑰圖結(jié)果如圖4-6所示，能有效展示數(shù)據(jù)的分布和變化?！蹦隙「駹柮倒鍒D的起源與優(yōu)勢南丁格爾玫瑰圖的生成與示例南丁格爾玫瑰圖熱圖的原理與適用范圍熱圖通過色彩變化顯示數(shù)據(jù)，適用于交叉檢查多變量數(shù)據(jù)、顯示變量間差異、相似性及相關(guān)性。熱圖示例如圖4-7所示，依賴顏色表達(dá)數(shù)值，難以提取特定數(shù)據(jù)點(diǎn)或準(zhǔn)確指出色塊間差異。熱圖的生成與展示使用matplotlib生成熱圖，代碼示例包括導(dǎo)入庫、設(shè)置中文字體、正常顯示負(fù)號、生成示例數(shù)據(jù)、創(chuàng)建熱圖、添加顏色條及設(shè)置標(biāo)題和坐標(biāo)軸標(biāo)簽的方法。使用Matplotlib生成的熱圖結(jié)果如圖4-8所示，可直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布和差異。熱圖脊線圖的生成與示例生成脊線圖需配合seaborn使用，代碼示例展示了設(shè)置樣式、中文字體、正常顯示負(fù)號、生成數(shù)據(jù)、初始化圖和軸、繪制分布、調(diào)整布局及顯示圖表的方法。使用seaborn生成的脊線圖結(jié)果如圖4-10所示，能清晰展示數(shù)據(jù)的集中趨勢、離散程度及峰值。脊線圖的特點(diǎn)與優(yōu)勢脊線圖通過連續(xù)線條和填充顏色表示數(shù)據(jù)分布，便于比較不同組或類別的數(shù)據(jù)分布特征和整體趨勢。與普通密度圖相比，脊線圖可并排展示多個密度圖，但處理大量組別或展示具體數(shù)據(jù)點(diǎn)細(xì)節(jié)有限。脊線圖202X202X202X202X03離散型時間數(shù)據(jù)可視化離散型時間數(shù)據(jù)的定義離散型時間數(shù)據(jù)又稱不連續(xù)性時間數(shù)據(jù)，在任何兩個時間點(diǎn)之間個數(shù)有限，數(shù)據(jù)來自具體時間點(diǎn)或時段，可能數(shù)值也有限。例如每屆奧運(yùn)會獎牌總數(shù)、各國金牌數(shù)、各資格考試每年通過率等都是離散數(shù)據(jù)。離散型時間數(shù)據(jù)的可視化處理下文將介紹如何對離散型時間數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理，包括散點(diǎn)圖、柱形圖、堆疊柱形圖和點(diǎn)線圖等方法。離散型時間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)與實(shí)例散點(diǎn)圖的定義與用途散點(diǎn)圖是數(shù)理統(tǒng)計回歸分析中數(shù)據(jù)點(diǎn)在直角坐標(biāo)系平面上的分布圖，表示因變量隨自變量變化趨勢，可擬合函數(shù)關(guān)系。對于離散時間數(shù)據(jù)，水平軸表示時間，垂直軸表示數(shù)值，基本框架如圖4-11所示。散點(diǎn)圖的生成與展示使用matplotlib生成散點(diǎn)圖，代碼示例包括設(shè)置中文字體、正常顯示負(fù)號、示例數(shù)據(jù)、創(chuàng)建散點(diǎn)圖及設(shè)置圖表標(biāo)題和坐標(biāo)軸標(biāo)簽的方法。使用Matplotlib生成的散點(diǎn)圖結(jié)果如圖4-12所示，能直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)隨時間的變化趨勢。散點(diǎn)圖14%25%柱形圖的特點(diǎn)與適用場景柱形圖又稱條形圖、直方圖，以高度或長度差異顯示統(tǒng)計指標(biāo)數(shù)值，簡明醒目，常用于顯示一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)變化或各項間比較情況。柱形圖基本框架如圖4-13所示，柱形高度體現(xiàn)數(shù)值大小，合理選擇柱形寬度很重要。柱形圖的生成與展示使用matplotlib生成柱形圖，代碼示例包括設(shè)置中文字體、正常顯示負(fù)號、示例數(shù)據(jù)、創(chuàng)建柱形圖及設(shè)置圖表標(biāo)題和坐標(biāo)軸標(biāo)簽的方法。使用Matplotlib生成的柱形圖結(jié)果如圖4-14所示，能清晰展示數(shù)據(jù)的分布和比較。柱形圖堆疊柱形圖是普通柱形圖的變體，在一個柱形上疊加一個或多個其他柱形，適用于數(shù)據(jù)存在子分類且相加有意義的情況。堆疊柱形圖基本框架如圖4-15所示，可展示多個數(shù)據(jù)類別在特定時間點(diǎn)的累積值。堆疊柱形圖的特點(diǎn)與用途使用matplotlib生成堆疊柱狀圖，代碼示例包括設(shè)置中文字體、正常顯示負(fù)號、示例數(shù)據(jù)、繪制第一部分和第二部分柱子、設(shè)置圖表標(biāo)題和坐標(biāo)軸標(biāo)簽及添加圖例的方法。使用Matplotlib生成的堆疊柱狀圖結(jié)果如圖4-16所示，能直觀呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的累積和比較。堆疊柱形圖的生成與展示堆疊柱形圖點(diǎn)線圖的生成與展示使用matplotlib生成點(diǎn)線圖，代碼示例包括設(shè)置中文字體、正常顯示負(fù)號、生成示例數(shù)據(jù)、創(chuàng)建點(diǎn)線圖及添加標(biāo)題和坐標(biāo)軸標(biāo)簽的方法。使用Matplotlib生成的點(diǎn)線圖結(jié)果如圖4-18所示，能清晰呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布和變化。點(diǎn)線圖的特點(diǎn)與用途點(diǎn)線圖是離散型數(shù)據(jù)可視化的一種形式，是柱形圖的變形，更聚焦端點(diǎn)，一般示例如圖4-17所示。股市中有一種特殊點(diǎn)線圖，一條線表示交易時段，一個點(diǎn)表示收市價，線高低點(diǎn)表示最高價及最低價，如圖4-19所示，可讓投資者了解市價與交易時段高低價關(guān)系及市場氣氛傾向。點(diǎn)線圖202X202X202X202X04習(xí)題時間數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域在大數(shù)據(jù)中，時間數(shù)據(jù)的主要應(yīng)用包括股票交易、商品銷售、社交媒體分析等，答案為D.上述所有。連續(xù)型時間數(shù)據(jù)定義連續(xù)型時間數(shù)據(jù)指的是連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)，答案為B.連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)。不適合表示連續(xù)型時間數(shù)據(jù)的圖形柱形圖不適合表示連續(xù)型時間數(shù)據(jù)，答案為C.柱形圖。離散時間數(shù)據(jù)記錄類型離散時間數(shù)據(jù)更傾向于記錄特定時間點(diǎn)的事件，答案為B.特定時間點(diǎn)的事件。堆疊柱形圖通常用于展示多個數(shù)據(jù)類別在特定時間點(diǎn)的累積值，答案為C.多個數(shù)據(jù)類別在特定時間點(diǎn)的累積值。堆疊柱形圖用途選擇題所有數(shù)據(jù)都是帶有時間標(biāo)簽的，答案為正確。所有數(shù)據(jù)帶時間標(biāo)簽時間序列數(shù)據(jù)不僅在金融領(lǐng)域有應(yīng)用，還在其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，答案為錯誤。時間序列數(shù)據(jù)應(yīng)用范圍折線圖能有效表示時間數(shù)據(jù)的變化趨勢，答案為錯誤。折線圖表示時間數(shù)據(jù)變化趨勢離散型時間數(shù)據(jù)可以用散點(diǎn)圖表示，答案為錯誤。離散型時間數(shù)據(jù)表示方法可視化是理解時間數(shù)據(jù)的關(guān)鍵工具，答案為正確。可視化與時間數(shù)據(jù)理解判斷題0102030405時間數(shù)據(jù)應(yīng)用維度連續(xù)型時間數(shù)據(jù)常用圖形離散型時間數(shù)據(jù)典型例子Python數(shù)據(jù)可視化庫階梯圖適用場景時間數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中的應(yīng)用主要依賴于其作為一個關(guān)鍵的時間維度。折線圖是表示連續(xù)型時間數(shù)據(jù)常用的圖形之一。離散型時間數(shù)據(jù)的一個典型例子是交易發(fā)生的時間。使用Python的數(shù)據(jù)可視化庫，如Matplotlib和Seaborn，可以創(chuàng)建各種表現(xiàn)時間數(shù)據(jù)的圖表。階梯圖通常用于表示Y值發(fā)生離散改變的場景。填空題01連續(xù)型和離散型時間數(shù)據(jù)區(qū)別連續(xù)型時間數(shù)據(jù)是連續(xù)記錄的數(shù)據(jù)，如氣溫、股票價格；離散型時間數(shù)據(jù)是特定時間點(diǎn)的事件記錄，如交易時間、社交媒體帖子發(fā)布時間。02階梯圖應(yīng)用場景階梯圖適用于Y值發(fā)生離散改變的場景，如銀行利率調(diào)整，可清晰展示數(shù)據(jù)在特定時間點(diǎn)的突變。03柱形圖表示時間數(shù)據(jù)方法使用柱形圖表示時間數(shù)據(jù)時，水平軸表示時間，垂直軸表示數(shù)值，柱形高度體現(xiàn)數(shù)值大小，可直觀展示數(shù)據(jù)在不同時間點(diǎn)的分布和比較。04可視化與時間數(shù)據(jù)理解可視化能將復(fù)雜的時間序列轉(zhuǎn)換為直觀圖形，使我們能快速捕捉數(shù)據(jù)中的模式和趨勢，從而更好地理解和利用時間數(shù)據(jù)。05選擇可視化圖形方法根據(jù)時間數(shù)據(jù)的類型（連續(xù)型或離散型）和要展示的信息（如趨勢、分布、比較等）選擇合適的可視化圖形，如連續(xù)型時間數(shù)據(jù)可選擇折線圖、階梯圖等，離散型時間數(shù)據(jù)可選擇散點(diǎn)圖、柱形圖等。問答題對于股票價格的連續(xù)時間數(shù)據(jù)，可使用折線圖展示價格隨時間的連續(xù)變化趨勢，也可使用階梯圖表示價格在特定時間點(diǎn)的調(diào)整變化。折線圖能清晰呈現(xiàn)價格的波動，階梯圖則突出價格的離散變化。股票價格數(shù)據(jù)可視化展示某商品每月銷量（離散時間數(shù)據(jù)）可選擇柱形圖，柱形圖能直觀展示每月銷量的高低，便于比較不同月份的銷售情況。也可選擇折線圖，折線圖能呈現(xiàn)銷量隨時間的變化趨勢，幫助分析銷售的增減情況。商品每月銷量可視化方案應(yīng)用題202X202X202X202X05實(shí)訓(xùn)：Matplotlib繪圖與主題更改在Python環(huán)境中使用Matplotlib庫創(chuàng)建多種類型的圖表，如折線圖、柱狀圖、散點(diǎn)圖、餅圖等，并嘗試應(yīng)用不同的主題和樣式改變圖表外觀，熟悉Matplotlib的基本繪圖功能和主題更改選項，提高數(shù)據(jù)可視化的表達(dá)力和美觀度。實(shí)訓(xùn)目標(biāo)需求說明確保Python環(huán)境已正確安裝，并通過pip安裝Matplotlib庫。導(dǎo)入必要的Python模塊，如numpy用于數(shù)據(jù)處理，matplotlib.pyplot用于繪圖。環(huán)境準(zhǔn)備使用Matplotlib創(chuàng)建基本圖表類型，掌握設(shè)置圖表標(biāo)題、軸標(biāo)簽、圖例和顏色等方法。繪制折線圖、柱狀圖、散點(diǎn)圖和餅圖，理解數(shù)據(jù)的不同